基于水文學法的生態流量適宜性評價研究

摘要：水資源開發利用改變了河流天然水文情勢，影響了河流生態環境，提供適宜的生態流量對保障河流系統健康具有重要意義?？紤]徑流非一致性及數據冗余，運用M-K檢驗法、累積距平法、PCA-IHA指標體系等能更準確地判斷河流水文情勢的改變程度；基于生態流量計算的水文學法，建立了完整的生態流量適宜性評價體系，提出了閾值區間保證率、偏差指數、達標率等3個評價指標，并綜合成適宜性指數這一綜合指標，在贛江干流進行應用。結果表明：① 贛江干流1960～2015年的水文情勢改變度較低，變異點為1991年；② 各水文學法在所提出的評價指標中各有優劣，且適宜性指數差異較大，說明該評價體系可以較好地篩選出對研究區域適用的計算方法，其中贛江干流最適宜的為逐月頻率法，適宜性指數為0.8。研究成果可為完善生態流量適宜性評價體系提供科學參考。

關 鍵 詞：生態流量； 適宜性評價； 水文學法； 水文情勢； 贛江

中圖法分類號： TV11 文獻標志碼： A DOI：10.16232/j.cnki.1001-4179.2024.02.013

0 引 言

河川徑流對于維持河流生物群落結構完整性、穩定性以及物種多樣性等的重要作用已經得到充分的印證［1-3］。河流究竟需要多少流量才能維持生態系統健康，已經引起了各國研究人員的重視。據不完全統計，國內外關于生態流量的計算方法共有200多種，這些方法大致分為水文學法、水力學法、生境模擬法、整體法4類［4-7］。

近年來河湖生態流量管控已經成為水資源保護的重要工作之一，極大推動了河湖生態流量目標、滿足度、保障措施的研究。鑒于中國缺乏長序列生態數據，至今未有關于生態流量統一的定義和計算方法［6］。由于水文學法對資料要求較低、實用性強，因此在國內運用最為廣泛，但方法選取較為隨意，缺乏對各方法與研究區域之間適宜性的研究［8］。李捷等［9］從水文節律角度對生態徑流進行定性分析，對逐月頻率法進行了改進，將豐、平、枯水期的保證率均擬定為50%，對照Tennant分級表得出河流生態狀況會更好的結論；門寶輝等［10］以永定河山峽河道為研究對象，提出了流量歷時曲線法，計算結果與Tennant法接近；黃強等［11］通過引入環境比降和季節系數改進Tennant法，彌補了原方法不適用季節性河流的不足，計算結果比傳統Tennant法更好。涂晶晶等［12］建立了由流量的連續性、可靠性和用水總量3個方面及其綜合指標組成的生態流量評價方法；葛金金等［13］運用5種水文學方法計算沙潁河的適宜生態流量，從年需水量、水文節律變化角度定性分析各方法的適用性程度；劉立軍等［14］強調生態流量應當適應水文氣候的季節性，提出更符合中國南方水文季節性變化的改進流量歷時保證率法；彭才喜等［15］結合水文學法與水力學法研究孤山航電樞紐的生態流量，結合批復的生態需水及滿足率進行了生態流量的合理性分析；Ma等［8］從大于生態需水閾值的徑流序列長度出發，建立了生態流量滿意度模型，強調生態流量計算方法的適宜性；Tang等［16］采用多個生態流量指標與水文指標，評估在不同時間尺度下生態流量的時間變化及生態響應；Guan等［17］關注生態流量的保障率，提出了基于頻率分析的長期生態流量保障指標和基于滿意度的短期生態流量保障指標；Zhang等［18］選取了4種生態流量指標來評估其偏差程度，進而衡量生態流量滿足度，結果表明中國生態流量滿足度總體呈現上升趨勢，但整體形式不容樂觀。綜上可以看出，關于生態流量計算方法的選擇以及其適宜性評價上，國內外暫無統一的體系與標準，尚處于探索階段。學者們大都對照Tennant分級表進行結果評價，或從不同時間尺度下的流量連續性、水文節律、保障率等多方面進行探究。

由于氣候變化和人類活動的影響，流域的水文氣象序列的一致性遭到破壞，即水文情勢發生變異［19］。在運用水文學法進行河流生態流量計算時，采用近年或長序列水文資料作為基礎，可能會影響結果的合理性。因此，在考慮水文變異的基礎上進行生態流量保障的計算更具有合理性。當生態數據缺失時，水文學法的局限性、各個方法之間的差異性，以及生態流量適宜性評價體系的缺失，導致在計算方法的選擇和結果的適宜性上無法進行客觀、科學的評定，在水資源短缺的背景下，進一步降低了水資源的利用率與經濟效益［20-21］。基于此，本文考慮徑流的非一致性，以及數據冗余對河流水文情勢改變度所產生的影響，基于生態流量計算的多種水文學法，提出生態流量的適宜性評價應該在水文變異的閾值區間內，盡可能與天然流量保持一致，目標生態流量的滿足度盡可能高，構建以閾值區間保證率、偏差指數、達標率為因子的河道生態流量適宜性評價體系，并應用于贛江干流，以期為完善生態流量適宜性評價體系提供科學參考。

1 研究區域概況

贛江是長江流域支流鄱陽湖第一大水系，范圍為東經 113.58°～116.633°、北緯24.52°～28.75°，全長823 km，外洲水文站控制的流域范圍為83 000 km2。多年平均降雨量1 580 mm，年降雨有明顯的季節性變化，汛期4～6月降雨量約占全年的45%。根據外洲水文站1960～2015年連續56 a的日流量數據資料分析得到，贛江干流多年平均徑流量為683.63億m3。贛江干流已建100多座水利樞紐，水庫多以灌溉或發電為主兼顧防洪等綜合利用，總庫容131.65億m3，總裝機容量765.5 MW，總灌溉面積31.03萬hm2（465.4萬畝）［22-23］。贛江流域示意見圖1。

2 研究方法

2.1 徑流非一致性檢驗

采用Mann-Kendall（M-K）檢驗法、線性回歸法對贛江干流的徑流序列進行趨勢性分析，采用M-K檢驗法、累積距平法進行突變點分析［24］。M-K檢驗法是一種非參數檢驗的單變量趨勢變化特征及突變點分析的方法：趨勢性分析是通過構造一個服從正態分布的統計變量，對其進行雙側假設檢驗；突變性分析是通過構造兩個歸一化變量，取其交點為序列突變點。累積距平法是利用變量與均值的偏差累積曲線進行分析，其極值點即為突變點。突變點的確定將直接運用于河流水文情勢改變度分析，即IHA中水文序列的突變點。

2.2 河流水文情勢改變度

河川徑流的年內與年際間的持續動態變化形成了一個特定且相對穩定的河流生境。河流系統中的生命體在長期的演變過程中，適應了水流的自然漲落規律，并依靠這種生境條件不斷進化，河流系統的這些自然變化過程即河流水文情勢［25］。研究表明，河流生態系統的群落結構組成及生態功能依賴于河流水文情勢，河流水文情勢是河流生態系統的驅動力，主要特征包括流量、歷時、發生時間、頻率、變化率等［26-29］。

（1） IHA法。Richter等［26］提出的水文變異指標法（IHA），是根據河流序列長度大于20 a的日水文資料，從水文情勢的5個特征總共33個指標對河流水文情勢變化進行評估，并通過水文改變系數（HAF）來量化IHA的改變程度，計算公式為HAFi=|ei－e0e0|×100%（1）式中：e0為預期頻率，ei為實際頻率。

先將水文序列以突變點為界分為“影響前”與“影響后”兩個時段，影響前的水文序列被分為3個類別；根據“影響前”的頻率計算IHA指標“影響后”的預期頻率e0，然后計算IHA指標“影響后”的實際頻率ei。再根據所有指標的改變度計算河流系統的改變度（HAF），計算公式如下（由于贛江實測無零流量日，因此不考慮這個指標）：

HAF=13232i=1HAFi（2）式中：0≤HAF＜33%，屬于低改變度；33%≤HAF＜67%，屬于中改變度；67%≤HAF＜100%，屬于高改變度。

（2） PCA-IHA法?？紤]到使用過多指標進行評價時，數據之間的冗余程度會不斷累積，即評價指標之間的相關性如果較高，會導致評價結果偏低或偏高。有學者基于此提出新的指標進行生態評價［30］。本文考慮結合主成分分析法，從33個指標中篩選出能充分表征贛江干流水文情勢改變度、且彼此間相關性較低的關鍵指標。

主成分分析法是一種通過正交變換，將相關的變量轉換成正交且不相關的變量，后者即這組變量的主成分［31］，其在不丟失太多信息的同時，壓縮數據維數，篩選出能概括全局信息的少數變量，篩選原則為特征根大于1且累計貢獻率大于80%。

2.3 贛江干流生態流量的計算方法

（1） Tennant法。Tennant法取河流各月的多年平均流量的特定百分比作為生態流量，并且對年內用水期進行劃分。應用較為廣泛的水期劃分是4～9月及10月至次年3月，前者為魚類產卵期，后者為一般用水期，然后分別為其選定百分比進行計算?？紤]到贛江的4～6月份為四大家魚產卵和各類植物生長的高峰期，因此4～6月為特殊用水期，7月至次年3月為一般用水期。多數情況下，一般用水期選擇10%的百分比，特殊用水期選擇30%的百分比。

（2） IHA-RVA法。RVA法建立在IHA指標的基礎之上，通過分析長序列水文數據RVA閾值，計算河流系統生態流量。此閾值即各指標的上限及下限，分別采用各個指標發生機率為75%和25%對應的數值。RVA法從提出到不斷被研究學者們改進之后，已有多種計算方法，各個方法均有其適用性，本文根據贛江流域的水文情勢特征選擇方法如下［32］：Qe=Qj－（Q上－Q下）（3）式中：Qe為生態流量，Qj為月均流量，Q上為RVA上限值，Q下為RVA下限值，m3/s。

（3） Texas法。Texas法取特定保證率下月均流量的特定百分比作為生態流量，其中特定百分比是以研究區典型動植物水量需求設定的。研究表明，可將保證率為25%，50%，75%下流量的50%分別作為高、中、低生態流量［33-34］。鑒于本文對適宜生態流量的要求為目標生態流量的滿足度盡可能高，故本文選取保證率為25%，特定百分比為50%對應的生態流量。

（4） 逐月頻率法。逐月頻率法是以天然徑流長序列為基礎，將徑流在年內劃分為不同的時期，并分別給定保證率［35-36］?？紤]到贛江流域豐、平、枯水期的節律變化明顯，本文依據水期進行劃分：4～6月為豐水期，10月至次年2月為枯水期，7～9月以及3月為平水期，并分別給定50%，90%，70%的保證率。

2.4 生態流量適宜性評價方法的提出

為定量分析評價基于水文學方法所計算的生態流量的適宜性，本文提出生態流量的適宜性評價應該在水文變異的閾值區間內，盡可能與天然流量保持一致，目標生態流量的滿足度盡可能高，構建了閾值區間保證率、偏差指數、達標率3個指標?；谶@3項指標，提出能綜合性評價生態流量適宜性的指數。

（1） 閾值區間保證率。閾值區間保證率即生態流量落在RVA閾值區間內的月份占總月數的比例。參考IHA指標體系對變異程度的等級劃分，本文采用若超過1/3月份的流量都落在區間外，則說明流量受破壞程度較高，反之則較低，破壞程度較高時則不利于生物的生存繁衍。P=12j=1sgn（Q上，Q下，Qe）N（4）

（2） 偏差指數。隨著研究的不斷深入，越來越多的科學家和河流管理者意識到，天然流量過程才是對河流生態系統最好的流量過程［12］。偏差指數即生態流量在天然徑流兩側的離散程度。由于中位數是統計總體處于中等水平的標志，當數據總體呈現偏斜分布時，作為一般性水平的中位數所受偏斜度的影響很?。?7］。因此偏差指數的計算公式為

（3） 達標率。達標率即天然流量能夠滿足生態流量的時間與總時間的比值。《第一批重點河湖生態流量保障目標（試行）》中規定，河流主要控制斷面生態流量保障情況原則上按日均流量進行評價。第一批制定目標斷面均是現階段生態流量保障情況較好的斷面，采用日均流量作為達標評價的標準比較合理，但某些生態保障較差的河流用此標準則過于嚴苛，故在此基礎上增加月均流量達標率進行評價。

（4） 適宜性指數。將已建立的3項評價指標綜合為一個指標，可以全面且直觀地反映各個方法的適宜性。適宜性指數的建立采用幾何平均值法，公式為I=4PSDSMF（14）式中：I為綜合處理后的適宜性指數。I的取值范圍為0～1，I值越接近1，說明該生態流量計算方法對于研究區域的適宜性越好。

3 贛江干流生態流量適宜性評價結果分析

3.1 贛江干流年均徑流非一致性檢驗

通過M-K檢驗與累積距平法分析的突變性如圖2所示。M-K檢驗的統計變量UFk與UFb的交點即序列可能存在的突變點，分別為1964，1969，1973，1991年這4個點；累積距平法圖像的極值點即序列可能存在的突變點，分別為1961，1971，1991，2002年這4個點。圖2（a）中1962～1970年間統計變量UFk＜0，說明外洲站年均徑流在時段內呈現下降趨勢；1970～1978年間統計變量UFk呈現波動狀態；1978年以后統計變量UFk＞0，說明外洲站年均徑流在時段內呈現上升趨勢。上述前兩個時段與圖2（b）累積距平均值的變化趨勢一致，但1978年以后的累積距平值以1991年為界點呈現先下降再上升的趨勢，且1991年亦為M-K檢驗的突變點。因此，可最終確定突變年份為1991年。已有研究表明［38-39］，在多因素影響下的徑流響應關系中，贛江干流的降雨與徑流相關性和關聯度最大，是驅動徑流變化的主要因子，在20世紀80年代為少雨期，90年代為多雨期，降雨量在1991年為明顯突變點，進而導致徑流也發生突變，故變異年份的確定合理。

此突變點將直接運用于后續河流水文情勢改變度分析中，基于此劃分水文序列“影響前”與“影響后”。

3.2 贛江干流水文情勢改變度

（1） IHA。通過IHA指標體系直接計算出的改變度如表1所列，利用公式（2）計算出河流系統的整體改變程度為HAF=27%，根據改變程度的分級，贛江干流的水文情勢改變度較低。

（2） PCA-IHA。首先基于外洲站56 a的日徑流數據對32個IHA指標的相關性進行分析，結果如圖3（a）所示，可以看出大部分指標之間具有較強的相關性，相關系數在0～0.999之間，平均值為0.19。

運用PCA對相關系數矩陣計算特征根和累積貢獻率，特征根大于1且累積貢獻率大于80%的主成分有8個。針對這8個主成分計算每個因子的載荷值，所選出的代表指標分別為落水率、高流量脈沖次數、最小流量發生時間、低流量脈沖歷時、逆轉次數、最大流量發生時間、高流量脈沖歷時、最大7 d流量。

優選出的8個指標之間的相關性分析結果如圖3（b）所示，相關系數在0～0.27之間，平均值為0.09。因此，運用這8個指標進行贛江干流水文情勢變化評價時，能夠顯著降低指標相關性帶來的數據冗余。再利用這8個指標結合公式（2）計算河流系統整體的水文情勢改變程度，可得HAF=28%，與傳統IHA指標的計算結果十分接近，均為低改變度，說明人類活動對贛江流域的水文情勢影響較小。

3.3 贛江干流生態流量計算及適宜性評價

理論上，用水文學法計算生態流量需要使用還原后的天然徑流資料，但由于贛江用水資料缺失，無法對變異點1991年后的流量序列進行還原。同時，通常所認為的水文序列還原至“天然狀態”也并非真的天然狀態，而是受人類活動影響較低的狀態［34］。由IHA指標分析結果可知，贛江干流整體的水文情勢改變度較低，故直接使用1960～2015年的實測日流量序列進行生態流量的計算?；诟鱾€方法的生態流量計算結果如表2及圖4所示，對比Tennant法推薦的保護水生生態的河流流量狀況標準，RVA法與Texas法可以使河流生態保持在“中-最佳”范圍，逐月頻率法可以使河流生態保持在“好-最佳”的范圍。

根據本文提出的適宜性評價指標，針對各種方法及最終選定的生態流量進行適宜性評價，閾值區間保證率、偏差指數、達標率的逐月結果如圖4～5所示。

3.3.1 閾值區間保證率分析

由圖4可知，逐月頻率法的閾值區間保證率為83%，其僅在枯水期的1月和2月低于RVA下限流量；RVA法與Texas法的計算結果在豐水期與枯水期時幾乎均低于閾值下限，平水期則位于閾值區間內，整體的閾值區間保證率分別為50%和17%；Tennant法以多年平均徑流為基礎，只有12月位于閾值區間內，閾值區間保證率為8%。

3.3.2 偏差指數分析

Tennant法的偏差指數均值為3.05，整體呈現豐水期＞枯水期的趨勢，最大值5.12出現在7月，最小值1.47出現在10月，整體偏差指數值偏大且波動范圍較大，說明該方法所得的生態流量過小，與天然水文節律的偏差過大，尤其是豐水期魚類產卵繁殖所需的流量難以滿足；RVA法的偏差指數均值為1.61，整體呈現豐水期＜枯水期的趨勢，最大及最小偏差指數出現在3月及8月，分別為2.36和0.89，整體波動范圍不大，相比之下豐水期的生態流量較枯水期有更好的保障，且與天然水文節律的偏差也更小；Texas法的偏差指數均值為1.63，與RVA法相差無幾，最大值2.52、最小值1.15分別出現在12月和6月，波動范圍與RVA法亦相差無幾，其余月份的偏差指數也呈現豐水期＜枯水期的趨勢；逐月頻率法的偏差指數均值為1.22，整體呈現豐水期＜枯水期的趨勢，最大及最小偏差指數出現在5月及2月，分別為1.92和0.50，整體偏差指數較小且波動范圍較小，說明該方法計算得到的生態流量與天然水文節律偏差較小，維持河流生境所需的水文節律能夠得到完整的保障。

3.3.3 達標率分析

從日達標率來看，Tennant法僅在枯水期的12月至次年2月不足90%，其余月份均大于90%，平水期的3，7月以及豐水期的日達標率接近100%，說明此方法確定的生態流量值過小，甚至與枯水期所出現的最枯流量相差無幾，雖然天然流量幾乎完全可以滿足，但是對生態需水的保障過低；RVA法整體呈現枯水期＞豐水期＞平水期的趨勢，平水期的日達標率在60%左右，其余月份均大于80%，整體波動范圍較大；Texas法整體呈現枯水期＞平水期＞豐水期的趨勢，僅3月與7月低于80%；逐月頻率法整體呈現枯水期＞平水期＞豐水期的情況，豐水期達標率在50%～60%，平水期在70%以上，枯水期則大于80%，整體波動范圍極大。

月尺度下的達標率均大于日達標率，Tennant法在豐水期及平水期的月達標率均接近100%；RVA法的月達標率趨勢同日達標率，但8月相較于日達標率則無明顯增大；Texas法僅2月和7月在80%以上，其余月份均大于90%甚至接近100%；逐月頻率法在枯水期的達標率在60%左右，其余月份較日達標率有明顯增長，均大于80%。

3.3.4 生態流量適宜性評價

綜上所述，在閾值區間保證率、偏差指數方面，逐月頻率法最優，但其日達標率與月達標率最低；從日達標率、月達標率的角度來看，Tennant法的計算結果最優，但其閾值區間保證率最低，偏差指數最高。

各個方法均有其優劣，為更加綜合、直觀、科學地評價各個計算方法的適宜性程度，本文基于提出的3個評價指標建立了適宜性指數，其值越趨近于1，表明該方法的適宜性越高。將各個方法的適宜性指數計算整理如表3所列，Tennant法、RVA法、Texas法、逐月頻率法對于贛江干流的適宜性指數依次為0.40，0.68，0.53，0.80，說明逐月頻率法對贛江干流的適宜性更高，可用于贛江干流的生態流量計算。

4 結 論

本文基于水文學法的數理統計特性，提出了閾值區間保證率、偏差指數、達標率等3個評價指標，并基于此建立了生態流量適宜性評價指數，可定量分析各生態流量計算方法的適用程度，為生態流量計算方法的選取提供更直接、更科學的檢驗方法。同時，將此評價體系運用于贛江干流的生態流量計算與評價中，得出以下結論：

（1） 考慮徑流非一致性，運用M-K檢驗法、累積距平法檢驗出水文變異年份為1991年，IHA指標結果顯示變異點后的水文情勢改變系數為27%；為降低指標間的相關性帶來的數據冗余，利用PCA方法篩選出8個代表性IHA指標，其計算出的水文情勢改變系數與傳統IHA指標體系的計算結果一致，說明人類活動對贛江流域天然水文情勢的影響較低，可直接運用1960～2015年的實測日流量序列。

（2） Tennant法的閾值區間保證率最低、偏差指數最高，所計算的生態流量過低且與天然水文節律偏差過大，且適宜性指數為0.40，對贛江干流的適宜性極低；Texas法的偏差指數相較于Tennant法顯著減小，但其閾值區間保證率亦過低，計算結果難以滿足實際需求，其適宜性指數為0.53，對贛江流域的適宜性亦較低；RVA法的閾值區間保證率相較于Texas法有一定程度增大，但達標率有一定程度減小，適宜性指數為0.68，對贛江干流的適宜性有一定程度增大；逐月頻率法的閾值區間保證率最高、偏差指數最低，雖然達標率相較于前3種方法有所減小，但綜合適宜性指數為 0.80，對贛江干流的適宜性顯著大于前3種方法，可用于贛江干流生態流量的計算。

參考文獻：

［1］POFF N L R，ALLAN J D，BAIN M B，et al.The natural flow regime［J］.BioScience，1997，47（11）：769-784.

［2］BUNN S E，ARTHINGTON A H.Basic principles and ecological consequences of altered flow regimes for aquatic biodiversity［J］.Environmental Management，2002，30（4）：492-507.

［3］PASTOR A V，LUDWIG F，BIEMANS H，et al.Accounting for environmental flow requirements in global water assessments［J］.Hydrology and Earth System Sciences，2014，18（12）：5041-5059.

［4］LUO Z，ZHANG S，LIU H，et al.Assessment of multiple dam-and sluice-induced alterations in hydrologic regime and ecological flow［J］.Journal of Hydrology，2023，617：128960.

［5］BARUAH A，BARMAN D，ARJUN B M，et al.Habitat response of adult fish species under the influence of ecological flow and hydrodynamic regime in perennial river system［J］.Ecohydrology，2023，16（1）：2481.

［6］馬俊超，王琨，張仲偉.水電站減水河段河道生態流量計算［J］.水利水電快報，2022，43（7）：15-19.

［7］尚文繡，彭少明，王煜，等.面向河流生態完整性的黃河下游生態需水過程研究［J］.水利學報，2020，51（3）：367-377.

［8］MA L，WANG H，QI C，et al.Characteristics and adaptability assessment of commonly used ecological flow methods in water storage and hydropower projects，the case of Chinese river basins［J］.Water，2019，11（10）：2035.

［9］李捷，夏自強，馬廣慧，等.河流生態徑流計算的逐月頻率計算法［J］.生態學報，2007，27（7）：2916-2921.

［10］門寶輝，林春坤，李智飛，等.永定河官廳山峽河道內最小生態需水量的歷時曲線法［J］.南水北調與水利科技，2012，10（2）：52-56，92.

［11］黃強，李群，張澤中，等.計算黃河干流生態環境需水Tennant法的改進及應用［J］.水動力學研究與進展（A輯），2007，24（6）：774-781.

［12］涂晶晶，陳森林，艾學山，等.河流生態流量特征圖及生態流量評價方法［J］.水資源保護，2015，31（1）：99-105.

［13］葛金金，彭文啟，張汶海，等.確定河道內適宜生態流量的幾種水文學方法：以沙潁河周口段為例［J］.南水北調與水利科技，2019，17（2）：75-80.

［14］劉立軍，張揚，郭麗君，等.基于改進流量歷時保證率法的河道生態需水計算［J］.中國農村水利水電，2020，62（3）：74-77，82.

［15］彭才喜，程霖，王中敏.孤山航電樞紐生態流量核定及保障措施研究［J］.人民長江，2022，53（增2）：34-37.

［16］TANG Y，CHEN L，SHE Z.Evaluation of instream ecological flow with consideration of ecological responses to hydrological variations in the downstream Hongshui River Basin，China［J］.Ecological Indicators，2021，130：108104.

［17］GUAN X，ZHANG Y，MENG Y，et al.Study on the theories and methods of ecological flow guarantee rate index under different time scales［J］.Science of the Total Environment，2021，771：145378.

［18］ZHANG P，A Y L，WANG J H，et al.Analysis of identification and driving factors of ecological base flow noncompliance in major rivers of China［J］.Water Resources Management，2023，37（1）：269-287.

［19］任黎，高家琛，楊灝宇，等.考慮水文變異的漾弓江干流生態流量計算［J］.人民長江，2022，53（5）：82-87.

［20］楊志峰，崔保山，劉靜玲.生態環境需水量評估方法與例證［J］.中國科學：地球科學，2004，9（11）：1072-1082.

［21］YAN S，WANG Z，WU L，et al.An ecological interval two-stage fuzzy shadow price model for environmental flow allocation in the Shaying River Basin［J］.Hydrology Research，2022，53（2）：279-296.

［22］江西省水利廳.江西省水資源公報［R］.南昌：江西省水利廳，2015.

［23］邴建平，鄧鵬鑫，吳智，等.贛江流域生態流量與地表水資源可利用量研究［J］.人民長江，2023，54（2）：127-131，170.

［24］姜瑤，徐宗學，王靜.基于年徑流序列的五種趨勢檢測方法性能對比［J］.水利學報，2020，51（7）：845-857.

［25］宋蘭蘭，陸桂華，劉凌.水文指數法確定河流生態需水［J］.水利學報，2006，51（11）：1336-1341.

［26］RICHTER B D，BAUMGARTNER J V，POWELL J，et al.A method for assessing hydrologic alteration within ecosystems［J］.Conservation Biology，1996，10（4）：1163-1174.

［27］LU W，LEI H，YANG D，et al.Quantifying the impacts of small dam construction on hydrological alterations in the Jiulong River basin of southeast China［J］.Journal of Hydrology，2018，567：382-392.

［28］YAN M，FANG G H，DAI L H，et al.Optimizing reservoir operation considering downstream ecological demands of water quantity and fluctuation based on IHA parameters［J］.Journal of Hydrology，2021，600：126647.

［29］徐宗學，武瑋，于松延.生態基流研究：進展與挑戰［J］.水力發電學報，2016，35（4）：1-11.

［30］張松，郭曉明，周曼，等.基于生態徑流指標的水文情勢變化評估新方法［J］.水力發電學報，2021，40（12）：65-76.

［31］GAO Y，VOGEL R M，KROLL C N，et al.Development of representative indicators of hydrologic alteration［J］.Journal of Hydrology，2009，374（1/2）：136-147.

［32］張志廣，金弈，李克鋒，等.基于RVA法的河流生態基流過程研究［J］.水利水電技術，2017，48（9）：155-160.

［33］MATTHEWS R C，BAO Y.The texas method of preliminary instream flow determination［J］.Rivers，1991，2（4）：295-310.

［34］吳喜軍，李懷恩，董穎，等.基于基流比例法的渭河生態基流計算［J］.農業工程學報，2011，27（10）：154-159.

［35］張強，崔瑛，陳永勤.基于水文學方法的珠江流域生態流量研究［J］.生態環境學報，2010，19（8）：1828-1837.

［36］于龍娟，夏自強，杜曉舜.最小生態徑流的內涵及計算方法研究［J］.河海大學學報（自然科學版），2004，32（1）：18-22.

［37］鄭志宏，黃強，魏明華，等.基于中位數眾數理論的Tennant法改進與應用［J］.四川大學學報（工程科學版），2010，42（6）：38-42.

［38］魯向暉，張海娜，胡羊羊.贛江流域1966-2015年降水量多尺度時空變化特征分析［J］.水土保持研究，2021，28（2）：168-175.

［39］黃彬彬，王悅，龍昊宇，等.贛江流域氣象要素變化及徑流響應關系［J］.南昌工程學院學報，2020，39（4）：13-19.

（編輯：謝玲嫻）

Study on suitability evaluation of ecological flow based on hydrological methodsZHAO Yuheng1，CHAO Liqiang2，WANG Yuankun3，LI Ran1，WANG Yuanming1

（1.State Key Laboratory of Hydraulics and Mountain River Engineering，Sichuan University，Chengdu 610065，China； 2.China Water Resources Beifang Investigation，Design and Research Co.LTD.，Tianjin 300222，China； 3.School of Water Resources and Hydropower Engineering，North China Electrical Power University，Beijing 102206，China）

Abstract： The exploitation and utilization of water resources have changed the natural hydrological regime of rivers and impacted the ecological environments of rivers.Ensuring a suitable ecological flow is crucial for the preservation of river ecosystems.Considering the runoff inconsistencies and the data redundancy，we employ the M-K method，Cumulative Offset Verification and the PCA-IHA index system to evaluate the alteration degree of a hydrological regime more accurately.A comprehensive ecological flow suitability evaluation system is established based on the hydrological method of ecological flow calculation.We propose three evaluation indexes such as the threshold interval guarantee rate，deviation index，and standard compliance rate，and then establish a suitability index synthetically.The application of this system to the mainstream of the Ganjiang River revealed that：① The alteration degree of the hydrological regime in the Ganjiang River mainstream from 1960 to 2015 was low，with a variation point in 1991.② Each hydrological method has its strengths and weaknesses in the proposed evaluation index，and the suitability index varies significantly，which indicates that this evaluation system can effectively filter out the calculation method most suitable for the study area.In the case of the Ganjiang River mainstream，the most suitable method is the monthly frequency method，with a suitability index of 0.8.The research results can provide a scientific reference for improving the suitability evaluation system of ecological flow.

Key words： ecological flow；suitability evaluation；hydrological method；hydrological regime；Ganjiang River

收稿日期：2023-04-11；接受日期：2023-06-23

基金項目：國家自然科學基金項目（U2240212）

作者簡介：趙漁亨，女，碩士研究生，研究方向為環境與生態水力學。E-mail：yhzhao290048@163.com

通信作者：李 然，女，研究員，博士，研究方向為環境與生態水力學。E-mail：liran@scu.edu.cn